水平度盘和坚直度盘均用光学玻璃制成。读数设备由比较复杂的光学系统组成。通过读数系统，把两个度盘的分划影象或度盘对径分划影象呈现在同一读数显微镜内。其测角设备的测微方式有显微带尺光学测微器，单玻璃平板光学测微器和符合读数光学测微器等。
光学经纬仪的读数显微镜就在望远镜的目镜旁边，便于观测者读数。
近年光学经纬仪的光学系统和机械结构有很大改进，例如采用正象望远镜;快调焦、慢调焦机构；同轴制动微动机构；
度盘读数数字化;
用带有分划尺的读数显微镜；
两个度盘影象呈现不同颜色;
粗、精配置度盘机构以及竖盘指标自动归零装置等。
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